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Fab厂新人需要了解的工艺术语

Fab厂新人需要了解的工艺术语

2025-08-14 10:05:58 139

第五类：工艺整合与控制 (Process Integration & Control)

这是PIE（工艺整合工程师）的核心工作范畴，关注的是如何将所有工艺步骤“粘合”在一起，并确保整个流程的健康度。

Process Window (工艺窗口)

解释：指某一个工艺参数（如曝光能量、刻蚀时间）可以变化的范围，在这个范围内，产出的结果（如CD、薄膜厚度）都能满足规格（Spec）。
要点：窗口越宽，代表工艺越稳定（Robust），抵抗各种生产波动的能力越强。我们做研发和优化的一个核心目标，就是想方设法“拓宽工艺窗口”。

Process Margin (工艺裕度)

解释：与工艺窗口类似，但更强调当前操作点距离规格边界的“安全距离”。
要点：当有人说“这个工艺的Margin很小”，意思就是它非常敏感，稍微有点波动就可能产生废品，需要特别关注。

DOE (Design of Experiments / 实验设计)

解释：一种科学的、高效的安排实验的方法，用于研究多个工艺参数对结果的影响。
要点：这是工程师解决复杂问题的“核武器”。当遇到棘手的良率问题或需要开发新工艺时，我们不会盲目试错，而是通过DOE来系统性地找到最优参数组合。你会经常听到“我们来下一批DOE Wafer”。

TCAD (Technology Computer-Aided Design / 工艺与器件仿真)

解释：在计算机上模拟整个芯片制造过程和器件的电学行为。
要点：这是“虚拟晶圆厂”，可以在不动用真实晶圆的情况下，预测工艺变化对器件性能的影响。能极大节约研发成本和时间，是先进制程研发的必备工具。

Scribe Line (划片槽)

解释：芯片（Die）与芯片之间的分割区域。在制造时，我们会在这个区域放置专门用于测试的结构。
要点：你看到的WAT数据，就是测试这些Scribe Line里的测试键（Test Key）得来的。它们是评估整片晶圆工艺均匀性和健康度的“哨兵”。

Dummy Pattern / Fill Pattern (虚拟图形 / 填充图形)

解释：为了提高图形密度均匀性而在电路的空白区域额外增加的、无实际功能的图形。
要点：这对于CMP和Etch工艺至关重要。如果没有Dummy，图形稀疏区和密集区的研磨、刻蚀速率会不一致（称为Loading Effect），导致平坦度和尺寸控制变差。

第六类：单元工艺进阶 (Advanced Module Terminology)

Lithography & Etch (光刻与刻蚀)

Overlay (套刻精度)：衡量前后两层光刻图形对准的精确度。套刻不准，晶体管就无法正确形成，好比盖楼时二楼盖到了一楼的外面。
selectivity (选择比)：在刻蚀过程中，目标材料的刻蚀速率与非目标材料（如光刻胶或下层薄膜）刻蚀速率的比值。
要点：选择比越高越好，意味着在刻穿目标层的同时，能最大程度地保护下面的功能层和光刻胶“面具”。
Profile / Taper Angle (轮廓 / 斜角)：刻蚀后侧壁的形貌。可以是垂直的（Anisotropic），也可以是倾斜的（Tapered），甚至是各向同性的（Isotropic）。
要点：不同的应用需要不同的Profile。例如，接触孔（Contact）需要垂直的侧壁以保证良好填充，而某些斜坡结构则需要特定的角度。
OPC (Optical Proximity Correction / 光学邻近效应校正)：在光罩上对图形进行预先的微小扭曲和变形，以补偿光刻过程中因光学衍射导致的图形失真。
要点：没有OPC，你设计的矩形在晶圆上可能会变成哑铃形。这是保证图形保真度的关键。

Thin Film & Thermal (薄膜与热处理)

Step Coverage (台阶覆盖率)：薄膜沉积在有高低不平结构的表面时，其在台阶侧壁的厚度与在平坦表面厚度的比值。
要点：差的Step Coverage会导致连接孔内金属断裂或绝缘层空洞，是可靠性的杀手。ALD（原子层沉积）技术就是因其的Step Coverage而备受青睐。
Stress (应力)：薄膜内部存在的张应力（Tensile）或压应力（Compressive）。
要点：过大的应力会导致晶圆弯曲（Bow/Warp），甚至薄膜开裂、剥落。但我们也会利用应力来提升器件性能，这就是“应变工程”（Strain Engineering）。
RTA (Rapid Thermal Anneal / 快速热退火)：一种热处理技术，能在几十秒内将晶圆快速升至高温再快速降温。
要点：相比传统炉管（Furnace）几小时的处理，RTA能实现相同的激活/修复效果，同时有效控制杂质的过度扩散，对于尺寸微缩至关重要。

第七类：良率、缺陷与分析 (Yield, Defect & Analysis)

Yield Excursion / Yield Crash (良率漂移 / 良率崩盘)

解释：指产品良率突然或持续地偏离正常基线（Baseline）。
要点：这是Fab里最紧急的警报。一旦发生，会立即成立跨部门的“作战小组”（Task Force）来解决问题。

D0 / Defect Density (缺陷密度)

解释：单位面积内的缺陷数量。D0是衡量工艺洁净度的核心指标。
要点：D0越高，良率越低。我们持续不断地工作，就是为了把D0降到最低。

Kill Ratio (致命率)

解释：某个特定类型的缺陷导致芯片最终失效的概率。
要点：并非所有缺陷都是致命的。一个大尺寸的颗粒落在有源区，Kill Ratio可能接近100%；而一个小缺陷落在非关键区域，可能就毫无影响。分析Kill Ratio有助于我们优先处理最致命的缺陷问题。

Systematic vs. Random Defect (系统性 vs. 随机性缺陷)

解释：系统性缺陷是有规律的、重复出现的，通常与光罩、设备或特定工艺步骤的设计相关。随机性缺陷是偶然的、无规律分布的，如环境中的颗粒。
要点：解决两者的思路完全不同。系统性缺陷需要从根源上（如修改OPC、优化Recipe）解决；随机性缺陷则需要改善设备维护和工厂环境。

In-line Inspection (在线检测)

解释：在生产过程中的关键步骤后，立刻用设备（如KLA的扫描仪）检查晶圆表面，而不是等到所有工序完成后。
要点：这能让我们在问题发生的早期就发现它，及时拦截有问题的晶圆，并快速定位问题工序，避免整批报废。

第八类：设备与运营 (Equipment & Operations)

MES (Manufacturing execution System / 制造执行系统)

解释：Fab的“大脑”和“神经中枢”。它追踪每一个Lot的实时位置，控制设备执行正确的Recipe，收集海量的生产数据。
要点：工程师通过MES系统下指令、查数据、Hold Lot。你每天的工作都离不开它。

PM (Preventive Maintenance / 预见性维护)

解释：设备工程师定期对设备进行的清洁、保养和更换耗材的工作。
要点：就像汽车需要定期保养一样。高质量的PM是保证设备稳定运行、降低D0的基础。PM后的设备状态恢复，是我们工艺工程师需要密切监控的。

Hold Lot (扣留批次)

解释：由于发现异常（如SPC OOC、量测超标、高Defect），通过MES系统将一个Lot暂停在当前步骤，禁止其继续流片。
要点：这是止损的关键动作。Hold住的Lot需要工程师进行分析和判定（Disposition），决定是放行（Release）、报废（Scrap）还是重工（Rework）。

OOC / OOS (Out of Control / Out of Spec)

解释：OOC指SPC图上的数据点超出了控制线（UCL/LCL），表明过程发生波动，但结果可能仍在规格内。OOS指测量结果超出了工程规格（USL/LSL），意味着产品已经不合格。
要点：OOC是预警，需要调查原因。OOS是事故，通常需要立即Hold Lot。

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